Yaş ve genetik: Nasıl yaşlandığımızı belirlemek için hangisi daha önemli?

Uzmanlar, yaşlanma biçimimizin yüzde yetmiş beşi yaşam tarzımızla ilişkili olduğunu ve davranışlarımız, düşünme biçimimiz, sosyal çevreyle ve doğayla ilişkimiz genlerimizi etkileyebileceğini söylüyor. Yapılan yeni bir araştırma bu tespitin doğru olduğunu kanıtlar nitelikte.

Nature Communications dergisinde yayımlana araştırmaya göre, araştırmacılar, genetik, yaşlanma ve çevrenin yaklaşık 20 bin insan geninin etkileri üzerine yapılan bir çalışmada, yaşlanmanın ve çevrenin, genlerimizin birçoğunun ifade profillerini etkilemede genetik varyasyondan çok daha önemli olduğunu buldular.

Genlerin ifade edildiği seviye, hormon seviyemizden ve metabolizmamızdan vücudu onaran enzimlerin mobilizasyonuna kadar her şeyi belirler.

"Bulduğumuz ilk sonuç, genetiğinizin yaşlandıkça daha az önemli olduğu"

"Genetiğiniz, sperm donörünüzden ve yumurta donörünüzden elde ettiğiniz bilgiler ve evrimsel geçmişiniz, kim olduğunuzu, boyunuz, kilonuz gibi fenotipinizi, kalp hastalığınız olup olmadığını nasıl etkiler?"

Bu sorunun yanıtını arayan araştırmacılardan UC Berkeley bütünleştirici biyoloji yardımcı doçenti ve kampüsün Hesaplamalı Biyoloji Merkezi üyesi Peter Sudmant; "İnsan genetiğinde, genlerin insan genetik varyasyonu tarafından nasıl açılıp kapatıldığını anlamak için çok sayıda çalışma yapıldı. Projemiz, 'Bireyin yaşından nasıl etkilenir?' diye sorarak ortaya çıktı. Ve bulduğumuz ilk sonuç, genetiğinizin yaşlandıkça daha az önemli olduğuydu.

Başka bir deyişle, bireysel genetik yapımız gençken gen ekspresyonunu tahmin etmeye yardımcı olabilirken, yaşlandıkça hangi genlerin arttığını veya azaldığını tahmin etmede daha az faydalıdır -Bu çalışma 55 yaşından büyük olanlara yürütüldü-. Örneğin tek yumurta ikizleri aynı gen grubuna sahiptir, ancak yaşlandıkça gen ekspresyon profilleri birbirinden ayrılır, bu da ikizlerin birbirinden çok farklı yaşlanabileceği anlamına gelir." 

Sudmant, bulguların, yaşlanınca ortaya çıkan hastalıkların insanlarda genetik varyasyonla ilişkilendirme çabalarına yönelik etkileri olduğunu söyledi. Bu tür çalışmalar belki de ilaç hedeflerini takip ederken gen ekspresyonunu etkileyen genetik varyantlara daha az odaklanmalıdır.

"Yaşlanmak gen için daha az önemli"

"Neredeyse tüm insan hastalıkları yaşlanmanın hastalıklarıdır: Alzheimer, kanserler, kalp hastalıkları, şeker hastalığı. Tüm bu hastalıkların prevalansı yaşla birlikte artar. Sizi bu hastalıklara yatkın hale getiren genetik varyantları belirlemek için çok büyük miktarda kamu kaynağı harcandı. Çalışmamızın gösterdiği şey, aslında, yaşlandıkça genlerin, gen ifadeniz için daha az önemli olduğudur. Ve belki de bu yaşlanma hastalıklarının nedenlerini belirlemeye çalışırken buna dikkat etmeliyiz."

"Hem yaşlanmaya hem de gen ekspresyonuna bakan ilk çalışma"

Bulgular Medawar'ın hipotezi ile uyumludur: Gençken açılan genler evrim tarafından daha kısıtlıdır çünkü üremek için hayatta kalmamızı sağlayacak kritik öneme sahiptirler. Üreme çağına ulaştıktan sonra ifade edilen genler ise daha az evrimsel baskı altındadır. Dolayısıyla, genlerin yaşamın ilerleyen dönemlerinde nasıl ifade edildiği konusunda çok daha fazla çeşitlilik beklenebilir.

Sudmant, "Hepimiz farklı şekillerde yaşlanıyoruz" dedi. "Genç bireyler gen ekspresyon kalıpları açısından birbirine daha yakınken, yaşlı bireyler daha uzak. Gen ekspresyon kalıpları , zaman içinde bir kayma gibi gitgide daha düzensiz hale geliyor."

"Yaşlanmanın etkisi dokular arasında değişiyor"

Sudmant, bu çalışmanın, çok çeşitli dokular ve bireyler arasında hem yaşlanmaya hem de gen ekspresyonuna bakan ilk çalışma olduğunu söyledi. O ve meslektaşları, yaklaşık bin kişiden 27 farklı insan dokusunda genetiğin ve yaşlanmanın göreceli rollerini değerlendirmek için istatistiksel bir model oluşturdular ve yaşlanmanın etkisinin dokular arasında büyük ölçüde - yirmi kattan fazla - değiştiğini buldular.

Sudmant ve meslektaşları ayrıca Medawar'ın hipotezinin tüm dokular için geçerli olmadığını buldu. Şaşırtıcı bir şekilde, beş tip dokuda, yaşlı bireylerde evrimsel önemli genler daha yüksek seviyelerde ifade edildi.

"Hastalığa yol açabilecek bir genetik mutasyon oluşturma riski taşırlar"

Sudmant değerlendirmelerine devam ediyor: "Evrimsel bir bakış açısından, bu dokulara yakından bakana kadar bu genlerin etkinleştirilmesi gerektiği mantığa aykırıdır. Bu beş doku, yaşamımız boyunca sürekli olarak dönen ve aynı zamanda en çok kanser üreten dokulardır. Bu dokular kendilerini her değiştirdiğinde, hastalığa yol açabilecek bir genetik mutasyon oluşturma riski taşırlar.

Sanırım bu bize evrimin sınırları hakkında biraz bilgi veriyor. Örneğin, sizin yaşamanız için kanınız her zaman çoğalmak zorundadır ve bu nedenle bu süper korunmuş, çok önemli genlerin yaşamın ilerleyen dönemlerinde açılması gerekir. Bu sorunludur. Çünkü bu genlerin duyarlı olacağı anlamına gelir. Somatik mutasyonlar, Germ hücreleri haricindeki vücut hücrelerinde, yani somatik hücrelerde ortaya çıkan mutasyonlardır. Bu tür mutasyonlar sonraki kuşağa geçmez, biyolojik sonuçları yalnızca ortaya çıktıkları bireyi etkiler. Somatik mutasyonlar almak ve sonsuza dek kötü, kanserli bir şekilde yaşamak. Yani, bize yaşamın sınırlamalarının nasıl olduğu konusunda biraz fikir veriyor. Yaşama devam etme yeteneğimize sınırlar koyuyor."

"Çevre, yaşla birlikte gen ekspresyonu değişikliklerinin üçte biridir"

Sudmant, çalışmanın dolaylı olarak kişinin çevresinin yaşlanması üzerindeki etkisini gösterdiğini, bunun yaş ve genetik dışındaki her şeyin etkisi olduğunu belirtti: "Soluduğumuz hava, içtiğimiz su, yediğimiz yiyecekler ve aynı zamanda fiziksel egzersiz seviyemiz. Çevre, yaşla birlikte gen ekspresyonu değişikliklerinin üçte birine tekabül eder."

Sudmant, diğer bazı organizmalarda (yarasalar ve fareler) ifade edilen genlerin benzer analizlerini yürütüyor ve bunların nasıl farklılaştığını ve farklılıkların bu hayvanların farklı yaşam süreleriyle ilişkili olup olmadığını görüyor.

"Yaşlanma farklı dokular arasında çok farklıdır"

Sudmant, değerlendirmelerini şu sözlerle tamamlıyor: "Vücudunuzdaki tüm dokularda genetik, aynı miktarda önemlidir. Bir dokuda veya başka bir dokuda daha fazla rol oynuyor gibi görünmüyor. Fakat yaşlanma farklı dokular arasında çok farklıdır. Kanınızda, kolonunuzda, atardamarlarınızda, yemek borunuzda, yağ dokunuzda yaş, gen ekspresyon modellerinizi yönlendirmede genetiğinizden çok daha güçlü bir rol oynar."

UC Berkeley lisansüstü öğrencileri Ryo Yamamoto ve Ryan Chung, makalenin ilk yazarları. Diğer ortak yazarlar Juan Manuel Vazquez, Huanjie Sheng, Philippa Steinberg ve Nilah Loannidis'tir. Çalışma, Ulusal Sağlık Enstitülerinin Ulusal Genel Tıp Bilimleri Enstitüsü tarafından desteklenmiştir.